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大旱时地下水是人类的“甘露”

发表时间: 2010-04-12 17:29:06

作者: 丁宏伟

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       当天上的降雨稀少不能满足需求时,人们越来越多的把注意力集中到埋藏在地下的水资源。如今中国西南遭受历史罕见大旱时,地下水已成为救济灾区人民生命的甘露。而在更加干旱的中东地区,多个国家甚至已经开始开采有着数千上万年历史的“化石地下水”。但同时越来越多的人在担心,抽取地下水对环境会造成什么样的影响?

  开采地下水已成西南抗旱的法宝

  开春以来,尽管我国西南灾区已经有几次小规模降雨,但仍未能根本改变西南大旱的整体形势。旱区部分山区河流已断流,一些小型水库和塘坝业已干涸,寻求新的水源成为当务之急。国土资源部副部长、中国地质调查局局长汪民表示,西南地区要度过旱情需高度重视对地下水的调控,解决目前地表水不足的一个有效措施就是采取多种措施调控地下水。据统计,截止3月25日,中国水利部门已在西南旱区累计新打抗旱水源井12938眼。

  根据地下水的类型,可以划分为平原—盆地地下水、黄土区地下水、岩溶区地下水和基岩山区地下水四种。中国西南地区主要是岩溶区地下水,它们储存在碳酸盐岩(石灰岩)的溶洞裂隙中。中国地下水信息中心发布的数据显示,我国岩溶地区地下水分布面积约82.83×104km2,岩溶地下水可开采资源量每年约为870.02×108m3,开发利用价值非常大。

  西南岩溶地区地下水资源十分丰富,但分布极不均匀,同时岩溶地区地下水和地表水彼此转化频繁,致使岩溶地下水开发利用程度并不高,有人将其形容为“地表水贵如油、地下水滚滚流。”是典型“工程型缺水”的地区。岩溶地区碳酸盐岩具有可溶性,容易形成地表、地下双层结构,这样天上的降雨落到地面后通过竖井、落水洞、漏斗等地形迅速汇入地下,使西南地区地表存水困难,如果久不下雨就容易干旱。但实际上地下却储存有丰富的水资源。不过由于地形限制,有的山区需要往下钻探几百米才能到含水层,而对于那些有隔水层地质结构的地方,地下水埋藏比较浅,如贵州安顺地区只有10m左右,比较有利于开采。

  利用地下水“北不如南”

  对于开采地下水对环境到底是否有危害,各国学术界的说法不同,需要根据各个地区的水资源分布状况具体研究。中国南方岩溶区包括云南、贵州、重庆、广西的大部分地区等,这些地方的地下水主要储存于地下暗河里,地下水补给充沛。其中地下河是西南岩溶水赋存的重要场所,水量大,储量稳定,水质优良,已查明西南连片分布的岩溶石山区地下河有3300多条,总长度超过13000km,其总流量达1400m3/s。地下暗河已经成为当地的主要饮用水源。我国南方云南、贵州等地一般来说降水都较为充沛,多年平均大于1000—2000mm,对地下水起到了一个很好的补充作用。目前,这些地下水资源并未得到充分开发,因此为抗旱开采地下水对环境影响并不大。

  相比之下,中国北方和西北内陆地区的地下水储量和补给都远不如南方,同时北方地区农业、工业和生活用水都大量依赖地下水,这样不合理的超量开采诱发了地下水超大降落漏斗、地面沉降、地面塌陷、地裂缝、海水入侵和土壤盐渍化等诸多环境地质问题。而且随着社会经济的快速发展和地下水开发技术的不断提高,开采深度也在不断增加,开采范围不断扩大。中国地下水信息中心发布的数据显示,全国660个城市中,开采地下水的城市400多个;地下水有效灌溉面积7.48×108亩,占全国耕地总面积的40%;过去东南沿海从不开采地下水的地区,由于地表水不足和河水污染,现在也在大量开采地下水;在华北平原、长江三角洲等地区,因浅层地下水污染,地下水开采大量转向深层地下水。

  在水资源更加匮乏的中东地区,对地下水资源的依赖更强,造成的环境破坏也更严重。在也门首都萨那,由于地下水被过量抽取,预计到2017年也门地下水将无法满足快速增长的人口所需用水。近年来萨那地下水位以年均4—6m的速度下降。据有关资料统计,也门首都萨那上世纪70年代初期,钻井30m深即可取水,到1995年,钻井150m以上才能取到水,现在平均打井取水深度已经达到200——300m,有些地方甚至到1000m。世界银行资助的萨那地下水管理项目负责人称,目前钻井采到的地下水已经是8000年前的降水了。德国技术公司的专业人士称,也门将是世界上第一个取用这种“化石水”的国家。沙特阿拉伯也在积极寻找这样的“化石地下水”。在该国沙漠地下2000m深处已经发现了2.5万年前的地下水。

  中东国家这样做也是迫不得已。以色列总统佩雷斯说,阿以和谈如今首要原则不是“以土地换和平”,而是“土地换水源”。巴勒斯坦超量抽取地下水造成水质恶化,加沙地下水已盐碱化无法食用。而约旦河近年来大量兴建地下水库、过度挖井,导致地表水量大幅度减少,注入死海时已成脏臭泥流。

  对这些国家而言,由于地表水资源短缺,埋藏在地下深处的深层地下水是他们最后的指望。这些“化石地下水”是指埋藏深度在地表之下1000m左右的含水层,总的地下水储存水量要比地表河湖总蓄水量大得多,目前探明的地下水储存量已是地表水量的100倍。对深层地下水的分布调查表明,它们可能能支持人类生存几个世纪。但这些深层地下水基本是属于不可再生资源,补给非常弱,用一点就少一点,而且通常会涉及到跨国界问题。2003年利比亚、埃及、乍得和苏丹就为开采沙漠下深层地下水的计划争论不休。

  西南地下水怎么利用

  由于目前已传出旱区部分地下水位下降的消息,很多人担心西南地区可能重蹈华北的覆辙。中国工程院院士、著名岩溶水专家袁道先强调,单纯开采地下水不会造成水质污染,只会造成水量减少。但我国西南部分地区也出现地下水污染,主要是由于地下水源地附近矿山无序开采所造成的。他说:“矿业活动造成的岩溶区水环境遭遇污染威胁,将是广西环境地质的大问题。”

  尽管西南地下水储量丰富,被认为是理想的大型供水水源,但每年都有大量的地下水白白地流走了。如何才能留住岩溶地区的地下水呢?袁道先说,首先要通过地质水文调查,搞清地下洞穴的分布和地下河来龙去脉及走向,然后选择在条件适宜的地方,建设地下水坝和地下水库。地下水坝一方面可以截留更多的地下水,增加了地下水库的库容;另一方面还有助抬高地下水的水位,便于从地上打井开采。这方面已经有成功的事例,如有的地方只用了十几立方米的混凝土,便增加数百万立方米的库容,效益十分显著。  


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